水力学试题

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共20分）

1．紊流过渡粗糙区的沿程水头损失系数与雷诺数。 （ 错 ） 2．断面单位能量Es沿流程总是减小的。 （ 错 ） 3．计算消力池池深和池长时，设计流量一般选择使池深和池长最大的流量。 （ ） 4．渗流的达西定律既适用于层流也适合于紊流。 （ 错 ） 5．在恒定均匀流中，沿程水头损失与速度的平方成正比。 （ ） 6．两个液流在重力作用下的动力相似条件是它们的弗劳德数Fr相等。 （ 对 ） 7．因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管的水头损失也不同。（ 错 ）

8．均匀流可以是恒定流，也可以是非恒定流。 （ 错 ） 9．流体质点做圆周运动不一定是有旋运动。 （对 ） 10．相对压强可以大于、等于或小于零。 （ 对 ） 二、选择题（每题2分，共20分）

1．当水流流态从层流转变为紊流后，过水断面上水流动能校正系数和动量校正系数将 （ B ）

（1）均增大 （2）均减小

（3）增大、减小 （4）减小、增大

2．溢流坝下泄水流收缩断面水深的跃后水深为，此时下游水深为，则形成远离水跃的条件是 （ C ） （1）hthco2 （2）hthco2 （3）hthco2 （4）无法确定

3．渗流模型流速与实际渗流流速相比较 （ ） （1）前者大于后者 （2）二者相等 （3）前者小于后者 （4）无法比较

4．明渠的临界水深决定于 （D ） （1）流量和底坡 （2）断面形状、尺寸和底坡 （3）流量和糙率 （4）流量和断面形状、尺寸

5．均匀流断面和渐变流断面上的动水压强 （A ） （1）均按静水压强规律分布

（2）前者按静水压强规律分布，后者不静水压强规律分布 （3）前者不静水压强规律分布，后者静水压强规律分布 （4）均不按静水压强规律分布

6．下列哪个条件满足时，明渠水流是缓流 （ C ） （1）Fr1 （2）Fr1 （3）Fr1 （4）无法确定

7．毕托管可以用来测 （ B ） （1）脉动流速（2）时均流速（3）脉动流速（4）脉动压强 8

．

满

足

dEs/ds0条件的流动是

（ C ）

（1）非均匀渐变缓流 （2）非均匀渐变急流 （3）均匀流 （4）临界流

9．有压管流，管轴线水平，管径逐渐增大且通过的流量不变，其总水头线沿流向应（ B ） （1）逐渐升高（2）逐渐降低（3）与管轴线平行（4）无法确定 10

．

雷

诺

数

的

物

理

意

义

是

（ D ）

（1）重力与惯性力之比 （2）重力与粘滞力之比 （3）粘滞力与惯性力之比 （4）惯性力与粘滞力之比 三、作图题（每题5分，共10分）

1．绘出下列两段不同糙率棱柱形渠道的水面曲线。（渠道每段都充分长）

CNNCS2Ni>ic(>2)

2．绘出下列二向曲面的水平压强分布图和压力体图。

四、计算题（本题6小题，共100分）

1．粘度测量仪由两个圆筒组成，两筒的间隙充满某种液体。外筒与转轴连接，其半径为r2，旋转角速度为。内筒悬挂于一扭丝上，其半径为r1，扭丝所受的力矩M可以测出。外筒与内筒底面间隙为a，内筒高为H，如图所示。试推出该液体的动力粘滞系数的计算式。

Haω

2．有一锥形容器如图所示，在容器的底部A处接一U形水银测压计，当容器没有水时，在

A以下注水后测压计压差读书为19cm，当容器充满水后，测压计的压差读书又为多少？

φ2.5mpa 3.1m水19cm Aρm

3．一泄洪管道直径d4m，管长l2km，上游水箱水面管道中心的水头H25m，沿程水头损失系数0.02，局部水头损失不计，出口用锥形阀控制流量，锥形阀顶角

260，如图所示，当锥形阀全开时，求水流对锥形阀的作用力。（取动能和动量校正

系数1）

m

4．为了测定AB管段的沿程水头损失系数或糙率n，可采用如图所示装置。已知AB管段长l10m，管径d50mm。今测得实验数据：（1）A，B两测压管的水头差为0.8m；（2）通过管道的流量Q2.74l/s；试求该管道的沿程水头损失系数值，并用曼宁公式求其糙率n。

△hAB

5．当流场流速为uxy，uyx时，试判断该流场：（1）是否存在线变形率；（2）是否存在角变形率；（3）是否满足不可压缩液体连续方程；（4）是否存在流函数和势函数若存在请求之。

6．有一长管从水池引水，管长L1000m，管径d0.6m，糙率n0.012，末端与一长面直的矩形棱柱体水力最佳断面渠道相接，如图所示。渠道糙率n0.02，底坡i0.0016，求管道的水头和明渠产生均匀流时的底宽b和水深h。

1.5AB

河海大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共20分）

1．图为管道流速分布图，从其对应部位取出水体B，则水体B底面的切应力方向与水流流动方向相同。 （ ）

2．不论平面在静止液体内如何放置，其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。（ ） 3．如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例，且方向一致，则两个液流就是动力相似的。 （ ） 4．同一种管径和粗糙度的管道，雷诺数不同时，可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过渡粗糙区。 （ ） 5．当H2m，0.6m，如图所示的建筑物为实用堰。 （ ）

δ

6．棱柱形明渠中形成M3型水面曲线时，其断面单位能量ES沿程增大。 （ ） 7．因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。 （ ） 8．均匀流的动能校正系数1。 （ ） 9．用毕托管测定水槽中某点的流速，实测的应是时均流速u。 （ ） 10．在平面流动中，两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。 （ ） 二、选择题（每题2分，共20分）

1．某一恒定流处于紊流阻力平方区，其沿程水头损失系数随雷诺数的增大而 （ ）

（1）增大 （2）减小 （3）不变 （4）不定

2．同一渠道中有1、2两个渠段，其糙率n1（3）hc1>hc2，h01>h02 （4）hc1=hc2，h01>h02

3．按普朗特动量传递理论，紊流的断面流速分布规律符合 （ ） （1）对数分布 （2）椭圆分布 （3）抛物线分布 （4）直线分布

4．在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 （ ）

（1）h1>h2 （2）h1

21

5．设某一平面流动的流函数为3x2yy3，则其流速势函数为 （ ） （1）x33xy2 （2）x36xy2 （3）x33xy2 （4） 不存在

6． 渠道中出现S1型水面曲线，则水流为 （ ） （1）缓流 （2）均匀流

（3）急流 （4）急交流

7．若测得两根管道的下临界雷诺数相等，则必须两管的 （ ） （1）管径d相等 （2）液体的粘性系数相等 （3）管径d和均相等 （4）以上答案均不对

8．闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关 （ ） （1）上游水位 （2）渗流系数 （3）上下游水位等 （4）边界的几何形状

9．明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 （ ） （1）缓流 （2）急流 （3）临界流 （4）无法判定

10．平底矩形棱柱渠中闸孔出流下游有一水跃，闸后收缩断面C—C 处水深为hc01，水流弗劳德数Fr 16，下游水深ht2.5hc01，该水跃的形式为 （ ）

（1）临界水跃 （2）淹没水跃 （3）远离式水跃 （4）波状水跃 三、作图题（每题5分，共10分）

1．定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线（管径为d常数）。

2．定性绘图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（渠道每段都充分长，糙率沿程不变）

i1ici3四、计算题（本题7小题，共100分）

1． 有一很窄间隙，高为h，如图所示，其间被一平板隔开。平板向右拖动速度为u。一边液体的动力粘性系数为1，另一边液体动力粘性系数为2，计算板放置的位置y。要求：（1）平板两边切应力相同；（2）要求拖动平板时的阻力最小。（10分）

μμ12

2． 有一压力储油箱如图所示，其宽度（垂直于纸面方向）b2m，箱内油层厚h11.9m，油的密度为0980kg/m3，油层下有积水，厚度h20.4m，箱底有一U型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径R1m的圆柱面AB上的总压力（大小和方向）。（15分）

O油水Hg

l/s，压差计中水银的密度3． 如图所示一管道，当管道通过的流量Q10001360kg0m/3，管道的直径由d1300mm变为d2100mm，不计水头损失。求U

型水银压差计中的读数h。

4． 如图所示，将一平板放置在自由射流之中，并且垂直于射流轴线，该平板截去射流流量的一部分Q1射流的其余部分偏转一角度，已知v30m/s，Q36l/s，Q112l/s，不计摩擦力。试求：（1）射流的偏转角度；（2）射流对平板的作用力。（15分）

5． 做沿程水头损失试验的管道直径d1.5cm，量测段长度l4m，水温T5C（此

时水的运动粘性系数0.01519cm/s），试求：（1）当流量Q0.03l/s时，管中水流的流态；

（2）此时的沿程水头损失系数； （3）量测段的沿程水头损失hf；

（4）为保持管中水流为层流，量测段的最大测压管水头差(p1p2)/g为多少？（20分）

26． 设流场uxx22x4y，uy2xy2y，uz0试问： （1）该流场是否符合不可压缩液体连续方程？ （2）旋转角速度为多少？ （3）流函数的表达式如何？ （4）驻点位置的坐标值？（15分）

7． 一梯形断面明渠均匀流，已知梯形底宽b3m，水深H0.8m，边坡系数m1.5，糙率系数n0.03，底坡i0.005，水温T20C（相应的运动粘滞系数），试判断此水流为层流或紊流，急流或缓流？（10分）

河海大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共20分）

1．当液体中发生真空时，其绝对压强必小于1个大气压强。 （ ） 2．层流可以是渐变流也可以是急变流。 （ ） 3．管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 （ ） 4．在并联管道中，若按长管考虑，则支管长的沿程水头损失较大。 （ ） 5．液体的粘滞性只有在流动时才表现出来。 （ ） 6．恒定流是指流场内任意两点间的流速矢量相等。 （ ） 7．急变流不可能是均匀流。 （ ） 8．堰流是一种急变流。 （ ） 9．地下水中无压渐变渗流的流速分布为对数分布。 （ ） 10．明渠水力最佳断面是造价最低的渠道断面。 （ ） 二、选择题（每题2分，共20分）

1．水击波的传播属于 （ ） （1）可压缩流体的恒定流动 （2）不可压缩液体的恒定流动

（3）可压缩液体的非恒定流动 （4）不可压缩流体的非恒定流动

2．圆管流动的临界雷诺数（下临界雷诺数） （ ） （1）随管径变化 （2）随流体的密度变化

（3）随流体的粘度变化 （4）不随以上各量变化

3．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s，则断面的平均流速为 （ ）

（1）0.4m/s （2）0.32m/s（ 3）0.2m/s （4）0.1m/s

4．紊流附加切应力产生的原因是液体中存在 （ ）

（1）分子内聚力 （2）分子运动产生动量交换 （3）重力 （4）质点脉动速度引起的动量交换

5．明渠水流中发生S2型水面曲线，则该水流为 （ ） （1）均匀的急流（2）均匀的缓流（3）非均匀的急流（4）非均匀的缓流

6．圆管流动过水断面上的切应力分布为 （ ） （1）在过水断面是常数

（2）管轴处是零，且与半径称正比 （3）管壁处是零，向管轴线方向增大 （4）按抛物线变化

7．明渠水流为急流时 （ ） （1）Fr1 （2）hhc （3）vc （4）dEs/dh0

8．进行水力模型实验，要实现明渠水流的动力相似，应选的相似准则 （ ） （1）雷诺准则 （2）弗劳德准则 （3）欧拉准则 （4）其他

9．有一溢流堰，堰顶厚度3m，堰上水头H3m，则该堰流为 （ ） （1）宽顶堰流（2）薄壁堰流（3）实用堰流（4）明渠水流

10．两层静止液体，上层为油（密度为1）下层为水（密度为2）两层液深相同，皆为h。水、油分界面的相对压强与水底面相对压强的比值为 （ ） （1）1/12（2）12/1（3）1/2（4）2/1 三、绘图题（每题10分，共20分）

1．定性绘制出下列短管的测压管水头线和总水头线

v0≠0

2．定性绘制出下列渠道的水面曲线（渠道每段都充分长，糙率沿程不变）

i1>ici2=ici3=0

四、计算题（每题15分，共90分）

1． 由三个半圆弧所联结成的曲面ABCD，其半径R10.5m，R21m，R31.5m，曲面宽度b2m，试求该曲面所受水压力的水平分力和垂直分力各为多少？并指出垂直水压力的方向。

2． 设有一股自喷嘴以速度v0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分为两股水流流出冲击区，若不计重量（流动在一个水平面

上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证：射流施加于平面壁上的水流冲击力

RQv0sin，并求出Q1与Q2各为多少？

3． 设有一水位保持不变的水箱，其中水流经铅垂等直径圆管流入大气，AB管段与上面的管段用法兰盘螺栓向连接，如图所示。已知管径d0.02m，AB管段长度l5m，流量Q0.0015m3/s，沿程水头损失系数0.02，管段重量不计。试求螺栓所受的拉力F。

螺栓

4． 已知平面运动的流速场为uxx22x4y，uy2xy2y。试确定流动： （1）是否满足连续性方程； （2）是否有角变形； （3）是否有旋运动；

（4）是否是流函数，若有请求之； （5）是否有势函数，若有请求之。

5． 有两条矩形断面渡槽，如图所示，其中一条渠道的b15m，h11m，另一条渠道的

b22.5m，h22m，此外n1n20.114，底坡i1i20.004，问这两条渡槽中水流

作均匀流时，其通过的流量是否相等？如不等，流量各为多少？并判别两条渠道的水流时急流还是缓流。

6． 用一个U行压差计测量一个垂直放置的弯管的局部水头损失系数，如图所示。已知弯管直径d0.25m，流量Q0.04m3/s，U形压差计的工作液体是四氯化碳，其密度为

11600kg/m2，测得U形管左右两侧管内的液面高差为h70mm，求。

Δhρ

1

河海大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共26分）

1．液体流层之间的摩擦力与液体所承受的压力有关。 （ ） 2．紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ）

3．液体作层流运动时，相对粗糙度越大，沿程水头损失系数也越大。 （ ） 4．陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 （ ） 5．当下游水位高于搏壁堰顶时，一定时淹没出流。 （ ） 6．有压管道中水流作均匀流动时，总水头线、测压管水头线和管轴线三者必定平行。（ ） 7．在底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也一定最大。 （ ） 8．在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。 （ ） 9．水击波传播的一个周期为2L/C。 （ 10．将物理量压强p、密度、流速v组成的无量纲数为p/v。 （ 11．明渠的临界水深与底坡无关。 （ 12．当液体中发生真空时，其相对压强必小于零。 （ 13．均匀流时过水断面流速均匀分布的水流。 （ 二、选择题（每题2分，共24分）

1．粘滞底层厚度0比绝对粗糙度小得多的壁面称为 （ （1）光滑面（2）粗糙面（3）粗糙面（4）以上答案均不对

2．有压管道的测管水头线 （ （1）只能沿流上升 （2）只能沿流下降 （3）可以沿流上升，也可以沿流下降 （4）只能沿流不变

3．影响水的运动粘滞系数的主要因素为 （ （1）水的温度 （2）水的密度 （3）当地气压 （4）水的流速

4．静止液体中同一点各方向的压强 （ （1）数值相等 （2）数值不等 （3）仅水平方向数值相等 （4）铅直方向数值最大

5．当等直径管道的管轴线高程沿流向下降时，管轴线的动水压强沿流向 （ （1）增大（2）减小（3）不变（4）不定

6．明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 （ （1）缓流（2）急流（3）临界流（4）无法判定

7．当实用堰水头H大于设计水头Hd时，其流量系数m与设计流量系数md的关系是（ ） ） ） ） ） ） ） ） ） ） ） ）

（1）mmd （2）mmd (3) mmd (4)不能确定

8．试验表明，消力池中淹没水跃的长度Ls与平底渠道中自由水跃长度Lj相比 （ ） （1）LsLj（2）LsLj（3）LsLj（4）无法确定

9．达西定律适用于 （ ） （1）层流渗流（2）层紊流渗流 （3）紊流渗流（4）急变渗流

10．液体重力相似准则要求 （ ） （1）原型和模型水流的雷诺数相等 （2）原型和模型水流的弗劳德数相等 （3）原型和模型水流的牛顿数相等 （4）原型和模型水流的重力相等

11．上临界雷诺数是 （ ） （1）从紊流转变为层流的判别数 （2）从层流转变为紊流的判别数 （3）从缓流转变为急流的判别数 （4）从紊流转变为急变流的判别数

12．直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强 （ ） （1）不受来自上游水库反射波的影响 （2）受来自上游水库反射波的影响 （3）受阀门反射波的影响 （4）不受管道长度的影响 三、填空题（每题2分，共20分）

1．作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有 ，质量力有 。 2．水在直径为1cm的圆管中流动时，流速v1m/s，运动粘滞系数0.01cm/s。因雷诺数Re ，所以水流为 流。

3．密闭容器内液面下某点绝对压强为68KN/m，当地大气压强为98KN/m，则该点的相对压强p ，真空压强pv 。

2224．一般来说，有压管道的水头损失分为 和 两类。对于长管，可以忽略 。

5．已知矩形明渠的底宽b6m，通过的流量Q12m3/s，渠中水深h0.5m时，该明渠的临界水深hc ，水流为 流。

6．在有压管流的管壁上开一小孔，如果没有液体从小孔流出，且向空内吸气，这说明小孔内的液体的相对压强 零。（填写大于、等于或小于）如在小孔处装一测压管，则管中液面将 （填写高于、等于或低于）小孔的位置。

7．有一宽顶堰式的水闸，当闸门开度为3m，闸上水头为4m时，水闸泄流属于 流。 8． 在水上建筑物下游，根据水跃发生的位置不同，可将水跃分为 、 、 三种形式。底流式消能要求下游发生淹没度 的 水跃。

9．某水闸底板下有压渗流流网由20条等势线和6条流线所组成，渗流系数

k0.00001cm/s，上下游水位差h30m，则闸下单宽渗流流量q 。

10．有压管道的流速v3m/s，由于突然关闭阀门，形成直接水击。如波速c980m/s，则水头上升 m。

四、计算题（共80分）（请将下列试题的答案写在答题纸上）

1． 密封油箱下部设有一个如图所示形状为3/4圆柱的曲面装置。已知半径R0.4m，长度（垂直于纸面）l5m，圆心处的淹没深度H2.5m，油面上的相对压强

3 油的密度800kg/m。试求曲面受到的液体总压力的水平分量Px和p11000N/m2，

铅直分量Pz。（15分）

φHABR

2． 如图所示，一吸水装置，水池N的水位不变，已知水位h1、h2和h3的值，若不计水头损失，问喉部断面面积A1和喷嘴断面面积A2满足什么关系才能使水从水池M引入管流中。（10分）

Nh11h3h2M2

3． 如图所示水电站的引水分叉管路平面图，管路在分叉处用镇墩固定。已知：主管直径

D3m，分叉管直径d2m，通过的总流量Q35m3/s，转角60，断面11处的

相对压强p1294000N/m2，不计水头损失，试求：水流对镇墩的作用力。（15分）

1pQDdd1Q/2Q/21

4． 已知平面运动的流速场为uxx22x4y，uy2xy2y。试确定流动： （1）是否满足连续性方程； （2）是否有流函数，若有请求之； （3）是否有势函数，若有请求之；

（4）求出流经A点（3，1）的流线与流经B点（5，1）的流线之间的单宽流量q。（15分）

5． 某梯形断面排水土渠，底宽b1.5m，边坡系数m1.25，粗糙系数n0.025，要

求正常水深h00.85m，设计流量Q1.6m3/s，试求排水渠的底坡和流速；当此渠道的临界底坡ic0.00091时，试判别该渠道的水流是急流还是缓流？（15分）

6． 某水阀渗流流网如图所示。图中h17.5m，h21.5m，s6.0m，土壤渗流系数k0.0002m/s。试求出： （1）A点处渗流流速u； （2）单宽渗流量q；

（3）B点处的渗流压强p。（10分）

ΔlΔs

河海大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共20分）

1．图为管道流速分布图，从其对应部位所取出水体B，则水体B底面的切应力方向与水流流动方向相同。 ( )

2．不论平面在静止液体内如何放置，其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。（ ） 3．如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例，且方向一致，则两个液流就是动力相似的。 （ ） 4．同一种管径和粗糙度的管道，雷诺数不同时，可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过渡粗糙区。 （ ） 5．在底流消能设计中，要求最大的池深和池长的流量作为消力池的设计流量。 （ ） 6．棱柱形明渠中形成A2型水面曲线时，其断面单位能量Es沿程增大。 （ ） 7．因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。 8．当下游水位高于薄壁堰顶时，一定是淹没出流。 （ ） 9．当雷诺数Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 （ ） 10．图示的A、B两测压管，B管中的液面必然高于A管中的液面。 （ ）

ρρ12

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在恒定流中 （ ） （1）流线一定互相平行 （2）断面平均流速必定沿程不变 （3）不同瞬时流线有可能相交 （4）同一点处不同时刻的动水压强相等

2．同一渠道中有1、2两个渠段，其糙率n1（3）hc1>hc2，h01>h02 （4）hc1=hc2，h01>h02

3．按普朗特动量传递理论，紊流的断面流速分布规律符合 （ ）

（1）对数分布 （2）椭圆分布 （3）抛物线分布 （4）直线分布

4．在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 （ ）

（1）h1>h2 （2）h1

21

5．有一溢流堰，堰顶高度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于 （ ） （1）薄壁堰流 （2）宽顶堰流 （3）实用堰流 （4）明渠堰流

6． 渠道中出现S2型水面曲线，则水流为 （ ） （1）缓流 （2）均匀流

（3）急流 （4）急交流

7．若测得两根管道的下临界雷诺数相等，则必须两管的 （ ） （1）管径d相等 （2）液体的粘性系数相等 （3）管径d和均相等 （4）以上答案均不对

8．闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关 （ ） （1）上游水位 （2）渗流系数 （3）上下游水位等 （4）边界的几何形状

9．明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 （ ） （1）缓流 （2）急流 （3）临界流 （4）无法判定

10．流线 （ ） （1）在恒定流中是固定不变的 （2）只存在于均匀流中 （3）总是与质点的运动轨迹相重合 （4）是与速度向量正交的线 三、填空题（每题2分，共20分）

1． 紊流粗糙区的沿程水头损失hf与断面平均流速的 次方成正比，其沿程水头损失系

数与 有关。

2． 水流经过一渐缩圆管，若已知直径比d1/d22，其雷诺数之比Re1/Re2 。 3． 矩形断面平底渠道，底宽b10m，通过流量Q30m3/s，已知跃前水深h10.8m，问跃后水深h2 。

4． 水泵进口真空计的读数为pv4KN/m2，则该处的相对压强pr ， 绝对压强pabs 。

5． 某挡水坝上下游水头差为h20m，已绘制坝下曲边正方形的渗流流网，若流网有18根等势线和6根流线，渗流系数k0.00001cm/s，则坝下单宽渗流量q 。 6． 急流时h hc ， Fr 1 ，dEs/dh 0 。

7． H2型水面曲线发生在 坡上，其水流属于 流，曲线的特征是 。 8． 设某一平面流动的流函数为3x2yy3，则其流速ux ，uy 。 9． 在水击计算中，把闸门关闭时间Ts小于水击相长Tr的水击称为 水击；把Ts>Tr的水击 称为 水击。

10．进行堰流模型试验，要使模型水流与原型水流相似，必须满足的条件是 ，若模型长度比尺选用l100，当原型流量QP1000则模型流量Qm 。 m/s，四、计算题（共6题，每题15分）请将答案写在答题纸上。

1． 如图所示，有一锥形容器，容器底部A处接一U形水银压差计，当容器空时，A处以下注水后压差计读数为19cm，当容器充满水后，压差计的读数为多少？（15分）

3φ2.5mpa 3.1m水19cm Aρm

cm2的平板，以速度v0.5m/s作水平移动，两板间2． 图示液面上有一面积A1200液体流速按线性分布，并做层流运动，平板下液体分两层，它们的动力粘滞系数与厚度分别为10.142Ns/m2，h11mm；20.235Ns/m2，h21.4mm。试绘制平板间液体的流速分布图和切应力分布图，并计算平板上所受的内摩擦力。（15分）

μμ2

3． 一泄洪管道直径d4.0m，长l2.0km，出口中心高程为5.0m，上游恒定水位为

30m,沿程水头损失系数0.02,局部水头损失不计,出口用锥形闸控制流量,锥形阀顶角

260，如图所示，当锥形阀全开时，求水流对锥形阀的作用力。(取动能与动量校正系

数为1)(15分)

m5m

4． 如图所示为一圆柱形滚动阀门，其直径D1.2m，重量G500KN，宽度B16m，滚动斜面与水平面成70角，试求：

（1）圆柱形阀门上的静水总压力P及其作用方向（以角度表示） （2）阀门起动时，拉动阀门所需要之拉力T。（15分）

T

5． 为测定某梯形断面渠道的糙率系数值n，选取l100m长直的均匀流段进行测量，已知渠道宽度b1.6m，边坡系数m1.5，正常水深h01.0m，两断面的水面高差

z3.0cm，流量Q1.52m3/s，求出该渠道的糙率值。（15分）

6． 已知恒定二元不可压缩流动在x方向的流速分量，式中a、b为常数，当y0时，

uy0。求:

（1）y方向的流速分量的表达式；

（2）判断该流动是否存在流函数？若存在，请求之。

（3）判断该流动是否存在势函数？若存在，请求之。（15分）

河海大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题

1．选择题部分

（一）在平衡液体中，质量力与等压面（ ）

a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d

（二）在水力学中，单位质量力是指（ ）

a、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c

（3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为

a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b

（4）水力学中的一维流动是指（ ） a、恒定流动； b、均匀流动；

c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d

（5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（ ） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b

（6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于

a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案： c

（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为

a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m

答案：c

（8）在明渠中不可以发生的流动是（ ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c

（9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ ）。

a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b

（10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为

a、 缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b

（11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（ ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 答案：d

（12）渗流研究的对象是（ ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 答案：a

（13）测量水槽中某点水流流速的仪器有

a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 答案：b

（14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为

a、 1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100； c、1米，λQ =100000； d、10米，λ 答案：d

2、判断题：（每小题2分）

（1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 （ ） 答案：错误

（2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ ） 答案：错误

（3）水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 （ ） 答案：错误

（4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。 （ ） 答案：正确

（5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 （ ） 答案：正确

（6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 （ ） 答案：错误

（7）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。 （ ） 答案：正确

（8）断面比能沿流程总是减小的。 （ ） 答案：错误

（9）在流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大。（ ） 答案：错误

（10）渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。 ( ) 答案：正确

（1） 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。

Q=100000。

答案：层流运动，牛顿液体

（2） 液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为

kN/m2，真空度为 。 答案：2， 不存在. 答案：水平面。

（4） 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是，

。

答案：液体存在粘滞性和边界的影响。

（5） 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h hk，弗汝德数Fr1。

（填写 、 、符号） 答案： ，  。

（6） 在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越。

答案：大。

（7） 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为和。

答案：短管，长管。

（8） 在水击计算中阀门关闭的时间Ts  水击相长Tr的水击，称为 水击，

把Ts  Tr的水击称为水击。

答案：直接， 间接。

(9)

a2型水面曲线是发生在 坡上的 流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数Fr沿程 （指增大、减小或不变）

答案：陡坡， 缓流， 减小。

(10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。

答案：3/2 。

（11） 泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深hc的共轭水深

hc’’ ht(ht为下游河道的水深，填写 、 、符号) 答案：填写 、 、符号

(12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺λL=25，当模型中某点的流速

为v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为vp=m/s 。 答案：4m/s 。

（1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？ 答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。

（2）“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？

答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量

（3） 只受重力作用，静止液体中的等压面是。

不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。

（3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f（； 过渡区λ=f（ ）；1Re）2Re，粗糙区λ=f3（ ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。

RR（4）为什么舍齐公式 v  C i 只适用于阻力平方区？ R答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。

（5）流动相似的含义是什么？

答案：流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提，动力相似是保证，才能实现流动相似。

（6）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。

答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。

（7）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？

答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。

（8）在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？

答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v= kJ。 5、作图题：

（1） 定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 (5分)

v0=0 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 解：

（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充Ki 1iK分长，各段糙率相同) (5分)

解： （1） 图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0. m2，长 l =50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力N1K缓流a1N1缓流b1N3b2急流i 1iKKN3 摩擦系数λ=0.024，上下游水位差 H=3m。求通过的流量 Q ? （ 10分） 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程

lv2 Hhw( (5分) )4R2g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 RA0.2m , 0.220.51.01.9

3 将参数代入上式计算，可以求解得到

 v4.16m/s , QvA2.662m/s (5分) 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s 。

第二题 从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9Ncm2。如用手握住喷嘴，需要

多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。

解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程

v H000020.5 (5分)

2g求得喷嘴出口流速和流量为 v222g59.9ms

3m Qv2A20.000314s (1.5分)

橡胶管道内的流速为 v3

Qm 0.706sA3 (1分)

对于喷嘴建立x方向的动量方程

p3A3RQ(v2xv3x)

Rp3A3Q(v2v3)187.79N (6.5分)

水流对喷嘴冲击力为 RR 即为手握喷嘴所需之力。 (1分)

第四题 有一梯形渠道，底宽 b =10 m，水深 h = 3 m，边坡为 1:1，糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区 ，求通过的流量Q。 (9分)

解：计算渠道断面水力要素，

2过流断面面积 Abhmh39m2 (1.5分)

湿周 xb21m2h18.49 m (1.5分)

A2.11 m (1分) x1116 舍齐系数 CR80.90m2/s (2分)

n 水力半径 R通过的流量 Q = AC (R i)0.5 = 144.93 m3/s (3